本發(fā)明涉及熱泵系統(tǒng)，具體涉及一種空氣源熱泵控制系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)：

1、熱泵是一種充分利用低品位熱能的高效節(jié)能裝置，它以逆卡諾循環(huán)方式將低品位的熱源轉(zhuǎn)變?yōu)楦咂肺粺嵩矗瑑H消耗少量的逆循環(huán)凈功，就能得到較大的供熱量，有效地利用難以應用的低品位熱能達到節(jié)能目的。

2、當熱泵應用于環(huán)境溫度較低的區(qū)域，制熱效果較差，無法達到供暖效果，而在環(huán)境溫度較高的區(qū)域，熱泵的制冷效果差，無法實現(xiàn)高溫度環(huán)境下的制冷。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的熱泵應用于溫度較高或溫度較低的環(huán)境時，制熱和/或制冷效果較差，無法穩(wěn)定運行的缺陷，從而提供一種空氣源熱泵控制系統(tǒng)及其控制方法。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

3、一種空氣源熱泵控制系統(tǒng)，包括：熱泵設備，第一溫度傳感器、第二溫度傳感器和控制器；所述熱泵設備包括壓縮機、第一換熱器和第二換熱器，以及串聯(lián)設置的第一膨脹閥和第二膨脹閥，所述第一膨脹閥和所述第二膨脹閥設于所述第一換熱器和所述第二換熱器之間，所述第一換熱器通過供水管道外部用熱設備連接，所述第一換熱器設有進水口和出水口；所述第一溫度傳感器設于所述進水口內(nèi)，以適于檢測進水溫度；所述第二溫度傳感器適于檢測環(huán)境溫度；所述壓縮機、所述第一膨脹閥、所述第二膨脹閥、所述第一溫度傳感器和所述第二溫度傳感器均與所述控制器通信連接，所述控制器適于接收所述進水溫度和所述環(huán)境溫度，以控制所述壓縮機的運行頻率，以及控制所述第一膨脹閥的開度和所述第二膨脹閥的開度。

4、根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，空氣源熱泵控制系統(tǒng)還包括第三溫度傳感器，所述第三溫度傳感器設于所述出水口內(nèi)，以適于檢測出水溫度，所述控制器內(nèi)預設有目標出水溫度閾值以及回差溫度，所述控制器適于接收所述出水溫度，并根據(jù)公式：，以控制所述壓縮機啟動或關(guān)閉。

5、根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，所述熱泵設備具有制熱模式和制冷模式，制熱模式下：所述回差溫度取值為正值；制冷模式下，所述回差溫度取值為負值。

6、根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，所述熱泵設備還包括汽化裝置，所述第一膨脹閥設于所述第一換熱器和所述汽化裝置之間，所述第二膨脹閥設于所述汽化裝置和所述第二換熱器之間；

7、所述制熱模式下：所述換熱介質(zhì)經(jīng)所述壓縮機流出，依次流經(jīng)所述第一換熱器、所述第一膨脹閥、所述汽化裝置、所述第二膨脹閥和所述第二換熱器，回流至所述壓縮機內(nèi)，以形成第一制熱回路；以及依次流經(jīng)所述第一換熱器、所述第一膨脹閥和所述汽化裝置，回流至所述壓縮機內(nèi)，以形成第二制熱回路；

8、所述制冷模式下：所述換熱介質(zhì)經(jīng)所述壓縮機流出，流經(jīng)所述第二換熱器、所述第二膨脹閥、所述汽化裝置、所述第一膨脹閥和所述第一換熱器，回流至所述壓縮機內(nèi)，以形成第一制冷回路；以及流經(jīng)所述第二換熱器、所述第二膨脹閥和所述汽化裝置，回流至所述壓縮機內(nèi)，以形成第二制冷回路。

9、根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，所述熱泵設備還包括與所述控制器通信連接的換向閥體，所述換向閥體包括第一閥口、第二閥口、第三閥口和第四閥口，所述第一閥口與所述壓縮機的排出口連通，所述第二閥口與所述第一換熱器連通，所述第三閥口與所述壓縮機的第一回流口連通，所述第四閥口與所述第二換熱器連通；

10、制熱模式下，所述第一閥口與所述第二閥口連通，所述第三閥口和所述第四閥口連通；制冷模式下，所述第一閥口與所述第四閥口連通，所述第二閥口與所述第三閥口連通。

11、根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，所述熱泵設備還包括單向閥和毛細管，所述單向閥、所述毛細管串聯(lián)設置，且所述單向閥、所述毛細管與所述第一膨脹閥并聯(lián)設置以組成第一節(jié)流組，所述單向閥和所述第一膨脹閥靠近所述第一換熱器的端口通過所述毛細管連通，所述單向閥的閥向自所述第二換熱器流向所述第一換熱器的方向設置。

12、根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，所述第一閥口與所述壓縮機的排出口的連通管路上設有第四溫度傳感器，所述第四溫度傳感器適于檢測所述壓縮機的排氣溫度；所述第三閥口與所述壓縮機的連通管路上設有第五溫度傳感器，所述第二溫度傳感器適于檢測所述壓縮機的吸氣溫度；所述第二換熱器設有第六溫度傳感器，所述第六溫度傳感器適于檢測所述第二換熱器內(nèi)的盤管溫度；

13、所述第四溫度傳感器、所述第五溫度傳感器和所述第六溫度傳感器均與所述控制器連通，所述控制器適于接收所述排氣溫度、吸氣溫度和盤管溫度；以控制所述第一膨脹閥的調(diào)節(jié)速度和所述第二膨脹閥的調(diào)節(jié)速度。

14、根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，所述壓縮機的運行頻率、所述第一膨脹閥的開度和所述第二膨脹閥的開度均與所述進水溫度呈線性函數(shù)關(guān)系；和/或

15、所述壓縮機的運行頻率、所述第一膨脹閥的開度和所述第二膨脹閥的開度均與所述環(huán)境溫度呈線性函數(shù)關(guān)系。

16、本發(fā)明提供了一種空氣源熱泵控制系統(tǒng)的控制方法，包括以下步驟：

17、輸出制冷模式或制熱模式指令，所述控制器接收出水溫度，并根據(jù)公式：，以控制所述壓縮機制冷模式啟動或制熱模式啟動；

18、所述控制器接收環(huán)境溫度和初始進水溫度，基于設定的頻率模擬運算表、所述第一膨脹閥的開度模擬運算表和第二膨脹閥的開度模擬運算表，計算在環(huán)境溫度下，所述初始進水溫度所對應的所述壓縮機的運行頻率，以及計算所述第一膨脹閥的開度和所述第二膨脹閥的開度；

19、所述控制器接收實時進水溫度，并基于設定的頻率模擬運算表、所述第一膨脹閥的開度模擬運算表和第二膨脹閥的開度模擬運算表，所述控制器實時調(diào)控在環(huán)境溫度下，所述實時進水溫度所對應的所述壓縮機的運行頻率，以及計算所述第一膨脹閥的開度和所述第二膨脹閥的開度。

20、根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，所述控制器實時接收吸氣溫度和盤管溫度，所述控制器內(nèi)設有目標吸氣溫度和第一回差閾值，所述控制器根據(jù)公式：

21、

22、獲取，當所述的絕對值大于所述第一回差閾值，控制器控制所述第一膨脹閥加速調(diào)節(jié)，當所述的絕對值小于所述第一回差閾值，所述控制器控制所述第一膨脹閥減速調(diào)節(jié)；所述為正值，所述控制器控制所述第一膨脹閥的閥步增大，所述為負值，所述控制器控制所述第一膨脹閥的閥步減?。?/p>

23、控制器實時接收排氣溫度和出水溫度，所述控制器內(nèi)設有目標排氣溫度和第二回差閾值，根據(jù)公式：

24、

25、其中ε為常數(shù)，控制器計算獲得；當所述的絕對值大于所述第二回差閾值，控制器控制所述第二膨脹閥加速調(diào)節(jié)，當所述的絕對值小于所述第二回差閾值，所述控制器控制所述第二膨脹閥減速調(diào)節(jié)；所述為正值，所述控制器控制所述第二膨脹閥的閥步增大，所述為負值，所述控制器控制所述第二膨脹閥的閥步減小。

26、根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，通過控制器設定排氣過熱參數(shù)和，設定時間參數(shù)和，以及設定第二膨脹閥的調(diào)節(jié)閥步參數(shù)和，熱泵設備初始開機運行，控制器檢測排氣溫度；

27、當，所述控制器控制所述第二膨脹閥在時間參數(shù)內(nèi)調(diào)節(jié)閥步；

28、當時，所述控制器控制所述第二膨脹閥在時間參數(shù)內(nèi)調(diào)節(jié)閥步；

29、當時，所述控制器根據(jù)獲得的與設定的第二回差閾值進行比較后控制所述第二膨脹閥的閥步調(diào)節(jié)。

30、根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，所述第一膨脹閥采用pid控制調(diào)節(jié)，所述控制器內(nèi)設定調(diào)節(jié)震蕩次數(shù)參數(shù)以及溫度區(qū)間參數(shù)和，其中大于；

31、所述控制器計算獲取，當以及時，實際調(diào)節(jié)震蕩次數(shù)超過所述調(diào)節(jié)震蕩次數(shù)參數(shù)，所述控制器執(zhí)行過渡調(diào)節(jié)控制，過渡調(diào)節(jié)時，pid控制調(diào)節(jié)中的比例系數(shù)減半。

32、本發(fā)明技術(shù)方案，具有如下優(yōu)點：

33、1.本發(fā)明提供的空氣源熱泵控制系統(tǒng)，通過設置第一溫度傳感器和第二溫度傳感器，第一溫度傳感器設于進水口內(nèi)以檢測進水溫度，第二溫度傳感器適于檢測環(huán)境溫度，控制器根據(jù)接收到的進水溫度和環(huán)境溫度，實時控制壓縮機的運行頻率，以及所述第一膨脹閥的開度和第二膨脹閥的開度，從而使得壓縮機在滿足負荷需求的情況下，以適配的頻率穩(wěn)定運行，通過調(diào)節(jié)第一膨脹閥的開度和第二膨脹閥的開度，以保證熱泵設備輸出最優(yōu)熱量，以增加系統(tǒng)循環(huán)流量，進而提高能效，同時降低系統(tǒng)排氣溫度，保證機組穩(wěn)定運行。

34、2.本發(fā)明提供的空氣源熱泵控制系統(tǒng)的控制方法，控制器通過出水溫度控制壓縮機制冷模式或制熱模式的啟動，基于設定的頻率模擬運算表、第一膨脹閥的開度模擬運算表和第二膨脹閥的開度模擬運算表，實時控制壓縮機的運行頻率，以及計算所述第一膨脹閥的開度和所述第二膨脹閥的開度，從而使得壓縮機的運行頻率，第一膨脹閥的開度和第二膨脹閥的開度與熱泵設備的運行工況相匹配，使得壓縮機在滿足負荷需求的情況下，以適配的頻率穩(wěn)定運行，保證熱泵設備輸出最優(yōu)熱量，以增加系統(tǒng)循環(huán)流量，進而提高能效，同時降低系統(tǒng)排氣溫度，保證機組穩(wěn)定運行。